外源褪黑素对旱胁迫下花生种子萌发及抗性的影响

本研究旨在探索外源褪黑素对干旱胁迫下花生种子萌发及抗性的影响。以干旱敏感型花生品种‘冀花5号’为试验材料,通过筛选种子萌发其适宜的PEG和褪黑素浓度,并设置空白水浸种(CK),褪黑素浸种(T_(1)),10%PEG-6000处理(T_(2))和褪黑素浸种加10%PEG-6000处理(T_(3))等4种处理,于种子萌发后进行抗氧化生理生化指标的测定。研究结果显示,模拟干旱的PEG-6000浓度为10%时,可以模拟干旱环境。同时,100µmol/L的褪黑素浓度是促进花生种子萌发的最佳选择。进一步分析各处理花生种子胚根长度与粗度和抗氧化生理生化指标,发现干旱胁迫下施用100µmol/L的褪黑素处理显著增强胚根生长势,并显著提高种子内SOD、POD和Pro的含量,且有效降低种子内MDA和H_(2)O_(2)的含量。综上所述,本研究表明外源褪黑素可以有效提高干旱胁迫下花生种子的萌发,为进一步探究干旱胁迫下褪黑素促进花生种子萌发的调控机制提供了理论依据。

花生红色种皮花青素生物合成转录-代谢组学联合分析

花生是我国重要的特色出口农产品,在农业发展中占有至关重要的地位。本研究以红珍珠(H)和白珍珠(B)两个花生品种为研究材料,进行转录组学-代谢组学联合分析。在开花后第30天和第45天,红珍珠种皮和白珍珠种皮色差值(L值、a值、b值)及其花青素含量在品种间均表现极显著差异。FPKM层次聚类分析结果表明,开花后第30天红珍珠相对于开花后第30天白珍珠和开花后第45天红珍珠相对于开花后第45天白珍珠独有基因分别为1847和1843个。GO分析注释结果表明,8条GO通路与花青素合成密切相关,其中GO:0055114和GO:0016207两个条目分别富集到8个和7个差异表达基因。KEGG富集分析结果表明,6条代谢途径与花青素生物合成显著相关。代谢组学结果表明,差异代谢物定位到了矢车菊素、原花青素、矮牵牛素、翠雀花素、锦葵素、牡丹素及其衍生物。转录组-代谢组联合分析结果表明,类黄酮生物合成途径(ko00941)是种皮颜色形成的关键途径,翠雀花素和矢车菊素为关键差异代谢物。11个差异表达基因qRT-PCR表达趋势基本与转录组测序结果一致。本研究结果对揭示花生种皮花青素生物合成调控机制具有一定的参考意义。

花生抗旱种质资源创新利用研究进展

花生是我国重要的油料作物和经济作物,在农业生产上占有重要地位。我国水资源日益短缺,加强对花生抗旱资源的挖掘、评价和利用,结合常规育种和现代分子生物学技术培育抗旱品种,对提高花生产量及品质具有重要意义。本文概括了干旱对花生的危害、抗旱种质资源鉴定技术、抗旱基因挖掘及抗旱品种培育等国内外研究进展,旨在为今后更好地开展花生抗旱研究提供理论参考。

棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状QTL分析

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中棉所8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.)Pima90-53组配衍生的214个单株的F2群体为材料,构建了包含110个SSR标记和65个AFLP标记的遗传连锁图谱。该图谱共包括42个连锁群,连锁群长度为4.5～147.3cM,包括2～22个分子标记,标记间平均距离为11.6cM,总长为2030cM,约占棉花全基因组的40.6%。应用复合区间作图法分析该组合的F2单株和F2:3家系纤维品质性状,共得到25个纤维品质数量性状基因座(QTL),其中5个与纤维长度相关,分布在Chr.21、Chr.15、LG2和LG12上,可解释表型变异的10.2%～35.8%;4个与整齐度相关,分布在Chr.21、LG9、LG18和LG12上,可解释表型变异的12.6%～36.6%;7个与马克隆值相关,分布在Chr.9、LG1、LG9、LG20和LG12上,可解释表型变异的11.5%～26.1%;7个与断裂比强度相关,分布在Chr.21、Chr12、Chr.8、LG1、LG4和LG10上,可解释表型变异的16.5%～52.8%;2个与伸长率相关,分布在Chr.9和Chr.21上,可解释表型变异的18.1%和27.1%。LG9、LG12和Chr.21上存在QTL聚集区。

AFLP标记与棉花重要农艺性状的关联研究

以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种Pima 90-53杂交产生的包含91个单株的BC1F2群体及其衍生BC1F2:3群体为材料,利用逐步多元回归分析确定分子标记与重要农艺性状的相关关系,为分子标记辅助选择提供依据。试验材料分别种植在保定市郊和沧州青县两个点,每个株行考察衣分、子指、铃重、皮棉重、子棉重5个产量性状和2.5%纤维跨距长度、马克隆值、纤维整齐度、纤维伸长率、纤维比强度5个品质性状。以20对AFLP引物组合产生的125个位点对10个重要农艺性状进行多元线性回归分析,发现其中4对引物组合产生的15个位点与10个性状有着显著相关性(P≤0.05,P≤0.01),而后通过逐步多元回归分析获得6个位点,对9个农艺性状所解释的表型变异为6.2%～30%。结果表明,与9个农艺性状显著相关的6个AFLP位点可以用于未来的分子标记辅助育种计划。

棉花纤维品质性状QTL的元分析

通过整合本试验室由陆地棉中棉所8号和海岛棉Pima90-53组配的BC1和BC1F2两个群体的92个纤维品质性状相关的QTLs,构建了1张包含BC1和BC1F2群体63个纤维品质相关性状QTL的整合图谱。整合图谱包含599个标记位点,覆盖全基因组3571.9 cM,标记间平均距离为5.96 cM,包含26条染色体。采用元分析Bio-Mercator 2.1软件的Meta-analysis功能,在12条染色体上共获得15个与纤维品质性状相关的一致性QTLs,其中染色体9、16和24上呈现QTL成簇聚集现象。染色体9上整合来源于2个群体的5个QTLs,获得1个Meta-QTL9-1,所解释的表型变异为17.16%;染色体16上整合来源于两个群体的10个QTLs,获得1个Meta-QTL16-1,所解释的表型变异为12.28%;染色体24上整合来源于2个群体的9个QTLs,获得3个Meta-QTL,分别解释的表型变异为16.12%、16.69%和18.27%;其他染色体均整合来源于2个QTLs,分别获得1个Meta-QTL。研究结果表明,这些一致性QTL在很大程度上可以推动QTL精细定位和分子标记辅助选择在育种实践中的应用。

高油酸、中果型花生新材料的创制与鉴定

【目的】种质资源是作物育种的基础,创制具有多种表型特征的高油酸花生新材料,对高油酸花生育种具有重要意义。【方法】以常规品种白沙1016和高油酸花生品系CTWE为材料,通过对2个亲本ahFAD2A和ahFAD2B ORF的扩增与序列分析,确定其突变类型;利用等位基因特异性PCR(allele-specific PCR,AS-PCR)对两亲本油酸性状基因型进行确认;采用单粒近红外光谱技术(near infrared reflectance spectroscopy,NIRS)结合气相色谱(gas chromatographic,GC)分析对各世代单株的油酸及亚油酸含量进行测定;利用产量性状及油酸含量双重选择压力对F2:3家系及F4种子进行筛选,并对筛选得到的新材料进行表型鉴定及AS-PCR鉴定。【结果】ahFAD2A和ahFAD2B ORF区域扩增与序列测定结果表明,CTWE与突变体F435的突变位点完全一致,即ahFAD2A在448 bp处发生G-A碱基替换,同时ahFAD2B在442 bp处发生碱基A的插入。白沙1016在这2个位点保持野生型状态。借助AS-PCR反应确定两亲本油酸性状基因型,结果表明,CTWE为ol1ol1ol2ol2,白沙1016为OL1OL1OL2OL2,两亲本存在2对差异基因。该结果与测序结果相一致。通过设立产量性状和油酸性状双重选择压力对241个F2:3家系进行选择,单株荚果重高于对照冀花2号30%的家系共20个,对20个高产家系均随机抽取5个单粒进行NIRS检测,淘汰13个低油酸家系。对至少含有1粒高油酸类型的7个家系内的所有单株进行AS-PCR检测,共检测到4种基因型的个体。通过对F2:3家系和F4单株的室内外考种及GC值的测定,筛选出具有不同表型特征、产量高出对照冀花2号30%的纯合高油酸材料4个,百仁重介于54.00—75.29 g,均属中果类型,油酸GC值介于81.10%—82.71%,油亚比介于28.66—41.19。11-3和13-2的株型均为匍匐3型,均有轻微果嘴和轻微网纹。11-3为蜂腰形荚果,轻微果腰。13-2为普通形荚果,无果腰。15-2株型为直立型、普通形荚果、无果腰、无果嘴和中等明显程度网纹。16-1株型为匍匐2型、普通形荚果、无果腰、轻微果嘴和轻微网纹。【结论】借助AS-PCR辅助选择的方法创制了具有不同表型特征的中果型高油酸新材料4份。

利用GGE双标图分析花生品质性状的基因型-环境互作

花生品质性状的稳定性和基因型-环境互作研究,可为花生品质育种及不同生态区域花生品种的选择提供参考依据。本研究利用GGE-biplot工具,对我国黄淮海花生主产区16个花生品种两年间的品质性状进行了综合分析,包括含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和蛋白质含量等。结果显示,5个品质性状均有较高的GGE总变异值(主成分因素PC1和PC2变异的总和),变幅在61.5%-79.9%之间,以含油量的GGE变异值最低,为61.5%,油酸含量的GGE变异值最高,为79.9%。16个花生品种2年间部分品质性状表现较为一致,其中濮花9519的含油量表型值波动最小,山花9号的亚油酸含量表型值波动最小,开农49是油酸含量表型值最为稳定的品种,天府23号是棕榈酸含量和蛋白质含量表型值最为稳定的品种。初步明确了徐州和濮阳分别适合高油花生和高油酸花生种植,确定了不同生态类型试点下较适合种植的品种,为花生品种推广应用提供了参考。

花生SSR标记与农艺性状的相关性

以农家品种四粒红和冀农黑3号构建的包含有251个家系的重组自交系（RIL）群体为材料，在河北保定市和邯郸大名县两地进行表型鉴定，利用Pearson’S相关和逐步多元回归分析了花生农艺性状之间及其与标记的相关性。结果表明，多数农艺性状间存在显著或极显著相关，其中相关性最高的为单株生产力和单株仁重（r=0．970），其次是主茎高和第一侧枝长（r=0．918）；77个SSR标记与18个农艺性状显著相关，每个性状相关标记数在2～16之间；14个SSR标记与13个农艺性状关联，解释的表型变异为5．2％～11．5％。以上结果为花生常规育种和分子标记辅助选择奠定了基础。

河北省冬小麦品种SSR标记遗传多样性分析

利用79对多态性较高的SSR引物,对河北省1997-2007年间审定的冬小麦品种及国家小麦区试抗旱对照品种晋麦47和洛旱2号,共计87个冬小麦品种进行遗传多样性分析。79对SSR引物共检测出175个等位变异位点,每对引物可产生1～6条等位变异位点,平均2.215条。标记位点多态性信息含量（PIC）变幅为0.824～0.998,平均为0.941；有效等位基因数（Ne）变幅为1.644～20.333,平均4.708；香农指数（H’）变幅为0.148～1.102,平均为0.544,说明河北省冬小麦品种SSR遗传多样性较低。品种间遗传相似系数（GS）变幅为0.184～0.899,平均为0.418,其中河农826与石家庄8号间的遗传相似性最高,GS高达0.899,71-3与藁优9618间的遗传相似性最低,GS为0.184。不同育种单位培育的小麦品种平均遗传相似系数存在较大差异。UPGMA遗传相似性聚类表明,石家庄市小麦新品种新技术研究所培育的小麦品种与其他单位品种存在较大的遗传差异。

花生种质资源果腐病的抗性评价

花生果腐病是一种由真菌引起的世界性的严重病害,直接影响花生的产量及品质。通过田间自然发病对引进的77份美国资源和39份国内资源进行连续2年的鉴定,筛选抗果腐病的花生种质资源,为花生抗果腐病育种提供优异材料。结果表明:供试花生材料间的受害指数差异极显著(P<0.01),两年间的差异也达到显著水平(P<0.05)。根据受害指数的聚类分析将供试花生材料的果腐病抗性分为高抗、抗、中抗、感病和高感病5组,该结果作为花生果腐病抗性评价标准,能够明确评价供试花生材料对果腐病的抗性。综合两年抗性表现较一致的96份种质,筛选到高抗材料2份,平均受害指数分别为16.67和21.91;抗性材料6份,平均受害指数分布在26.33~42.41之间;中抗材料32份,平均受害指数在45.19~60之间;感病材料34份,平均受害指数在60.87~74.39之间;高感材料22份,平均受害指数在75.27~83.34之间。该结果为评价花生果腐病抗性和合理利用种质资源进行花生抗病品种遗传改良提供了参考和优异材料。

植物膜联蛋白的结构及功能研究进展

膜联蛋白是一类同源的水溶性多功能蛋白,可以在依赖和不依赖Ca2+的环境下与内膜和质膜结合或形成跨膜结构,存在于部分原核生物以及全部的真核生物中,在大多数高等生物中以多基因家族形式存在。植物膜联蛋白在结构上通常只有第1和第4个重复单元是保守的;在功能上可以与细胞骨架结合,具有过氧化物酶活性、核酸水解酶活性和离子通道功能,参与响应盐、干旱、高低温、重金属、损伤等非生物胁迫以及真菌、病虫害等生物胁迫。膜联蛋白基因在植物体的大部分器官及整个生育期均有表达,并且表达量随着植株发育和内外环境的改变而变化,在植物的抗逆性反应中起重要作用。该文对近年来国内外有关植物膜联蛋白的结构和功能,尤其是其在植物逆境生理方面的相关研究进行综述,以期为植物膜联蛋白的深入研究和植物抗逆研究提供思路。

美国花生微核心种质资源纯化系的引进与表型评价

花生种质资源是花生新品种选育和重要农艺性状遗传研究的基础材料。引进国外优异花生种质资源,并对其进行鉴定和评价对发掘优良花生种质、丰富我国花生资源遗传多样性以及合理利用种质资源进行遗传改良具有重要意义。本研究于2014-2015年连续2年在河北保定对104份引进的美国花生微核心种质资源纯化系进行了农艺性状考察和抗病性鉴定。鉴定结果表明,美国微核心种质纯化系多为匍匐型,主茎高变异范围为24.50~89.50 cm,侧枝长为39.37~99.23 cm,单株果数和单株果重分别为8.75~46.33个和8.49~29.54 g,百果重为80.76~216.72 g,单株粒数为18.25~58.00个,单株粒重为9.89~33.36 g,百仁重为25.52~74.18 g,出仁率为52.58%~76.08%。抗病性鉴定表明,部分美国微核心种质资源纯化系高抗褐斑病和网斑病,性状优良。该研究结果为花生新品种选育与遗传研究提供了优异材料和参考信息。

花生种子黄酮及多酚含量的生态差异分析

为探讨生态环境是否对花生种子黄酮及多酚产生影响,及两者变化与初生代谢物脂肪和总糖含量变化的相关性,选用全国广泛栽培的、种子黄酮及多酚含量具有极显著差异的花生品种16个,在多个试验点进行2年种植,鉴定种子总黄酮、总多酚、脂肪和总糖含量,结果表明,基因型效应显著影响花生种子黄酮及多酚含量,濮花23号为高TFC品种,豫花9327为高TPC品种。生态环境对花生种子黄酮及多酚含量具有极显著效应,合肥试验点为适于黄酮和多酚形成的种植区。此外,黄酮及多酚二次生代谢物与脂肪、可溶性蛋白和总糖等初生代谢物在地域间变化趋势年纪间不一致。

陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系创制

染色体片段置换系（CSSLs,chromosome segment substitution lines）基因组内只有1个或少数几个纯合的供体亲本染色体片段,而其余部分与受体亲本相同,是进行QTL分析的理想材料。本研究以陆地棉中棉所8号（CCRI8）为受体亲本,海岛棉Piam90-53为供体亲本在BC3F1-3借助分子标记辅助选择培育了一套182个株系构成的染色体片段置换系。这套置换系置换片段平均长度21.0 c M,总长度19957.8 c M,是棉花基因组总长度4168.7 c M的4.7倍。每个株系内置换片段长度不一,最短为0.7 c M,最长是83.2 c M,导入片段数量为1-11个。CSSLs在纤维品质性状上的分布表现为相对连续的正态分布,部分株系较CCRI8有了明显提高。本研究为进一步开展棉花纤维品质QTL定位以及陆地棉纤维品质育种研究提供了新材料。

适宜机收花生新品种冀农花2号的选育及配套栽培技术

冀农花2号是利用60 Co对平度08进行辐射处理选育而成的花生新品种。介绍了冀农花2号的选育过程、特征特性及品质性状、抗性鉴定及产量表现,并提出了该品种的配套高产栽培技术。

红白花斑种皮高油酸花生种质材料的创制

本研究利用粉色种皮高油酸花生G63与紫白花斑种皮普通油酸花生VG-01配置杂交组合。利用等位基因特异性扩增(AS-PCR,allele-specific PCR)鉴定出16个F_1真杂种。在F_2中筛选到_ol1_ol_2单株,并对64个F_2:3家系间的种皮色泽分离进行χ~2检测。结果表明,纯色花生∶花斑花生在0.05水平上符合9∶7,花生种皮花斑性状由2对互补基因控制,当2对基因同时处于显性时,种皮表现为纯色;当2对基因至少有1对为隐性纯合时,种皮表现为花斑。利用AS-PCR技术对334株花斑种皮F_3单株进行基因型鉴定,筛选到29株ol_1ol_1ol_2ol_2基因型的单株。利用气相色谱测定结果表明,F4种子油酸GC值介于70.77%~82.87%,油酸/亚油酸介于8.15~26.30。F4群体植株主茎高12.4~87.3 cm,平均57.2 cm,较对照冀花2号增高34.97%;第1对侧枝长91.6~196.3 cm,平均134.1 cm,较对照冀花2号增长34.28%。F5新种质的单株果重、单株果数、单株仁重、单株仁数分别为(27.16±9.51)g、(22.11±10.26)个、(20.10±7.17)g和(31.94±15.16)个。新种质9-7、14-2、14-3、17-3和17-7均为红白花斑种皮,在单株果重方面较对照冀花2号增加230.02%、165.80%、210.66%、200.65%和160.26%,在单株果数方面增加280.00%、340.00%、450.00%、210.00%和150.00%,其油酸GC值分别为80.54%、81.75%、80.63%、81.3%和81.56%。该批种质材料不仅油酸含量高,而且具有医疗保健价值,对丰富我国高油酸花生遗传多样性具有重要的现实意义。

栽培花生品种间SSR标记多态性及特征分析

通过筛选栽培花生间具有多态性的 SSR，分析总结多态性 SSR 的特征，旨在选择性利用 SSR 标记，推动栽培种花生遗传图谱构建、相关农艺性状的 QTL定位和分子标记辅助育种进程。以秦皇岛光秧、石腰豆、印度窄叶、抗019、四粒红和黑花生6个不同植物学类型的中国栽培种花生为材料，选用不同设计类型的1523个 SSR 标记筛选品种间多态性 SSR，并对其扩增片段长度、重复基序、重复次数等进行分析。结果表明，1523个标记中，筛选获得43对多态性 SSR标记，产生123个多态性标记位点，多态性标记数占2.8%。43对多态性 SSR 标记中，以 ARS ××的多态性最高，在6个品种中多态率达6.8%。统计各种质间具多态性的 SSR，其中石腰豆与四粒红间多态性最高，共筛选到56个多态性标记位点；秦皇岛光秧与印度窄叶间多态率最低，筛选到21个多态性标记位点。在123个多态性 SSR标记位点中，80%多态性 SSR位点片段长度为150~300 bp；18.8%多态标记的重复基序为 GA，其次为 AG、TC，分别占12.5%，12.5%；多态标记中二核苷酸、三核苷酸重复基序的重复次数在15次以上的占60%。

花生品种冀农花1号的选育及配套栽培技术

冀农花1号是以中农108为母本、J25为父本,经有性杂交选育而成的花生新品种。于2012年通过河北省鉴定委员会鉴定。该品种具有高产稳产、品质优良、耐旱性突出,适宜河北省花生产区春播和冀中南麦套种植。冀农花1号的育成对推进花生产业化发展、增加农民收入具有积极的现实意义,应用前景广阔。1亲本选配及选育过程1.1亲本选配母本为中农108,父本为J25。中农108为育成品种,生产上应用多年,丰产性、稳产性好,

高油酸花生遗传改良研究进展

油酸和亚油酸是花生种仁中的主要脂肪酸,其含量和比例是花生和花生油的重要品质指标,花生中的油酸含量存在丰富的遗传变异,与普通花生相比,高油酸花生因含有较高的不饱和脂肪酸更受到消费者的青睐。提高花生油酸含量、降低亚油酸含量(即提高油酸、亚油酸比值,O/L值)是花生品质改良的重点,也是国内外研究的热点之一。通过育种途径改良花生脂肪酸成分及其含量,对于提高人民生活水平和增进营养健康具有重要意义。本文围绕着调控油酸含量的脂肪酸脱氢酶FAD2基因的特点,高油酸花生分子标记的研究进展,油酸含量的检测技术和高油酸花生育种的方法进行了综述,总结了中美两国高油酸花生育成的新品种以及对高油酸花生育种的现状,并进行了展望。